Физиология висцеральных систем. Часть 2. Физиология сердечно-сосудистой и дыхательной систем - Наталия Тятенкова

3. Механическая работа сердца

Под механической работой сердца понимают внешние проявления его работы (тоны сердца, верхушечный толчок) и сердечный цикл.

Сердечный цикл состоит из систолы (сокращение) и диастолы (расслабление) предсердий, систолы и диастолы желудочков. Систола и диастола предсердий и желудочков согласованы между собой и составляют цикл работы сердца. Первыми начинают сокращаться предсердия (систола предсердий). Волна сокращений начинается от мышечных круговых волокон в устье полых вен и распространяется по мускулатуре предсердий, давление в предсердиях повышается. Затем наступает диастола предсердий. С момента начала диастолы предсердий начинается систола желудочков. Систола желудочков состоит из двух периодов: напряжения и изгнания. В период напряжения сократительная волна распространяется по миокарду, повышается давление в желудочках до 2–6 мм рт. ст., в результате закрываются предсердно-желудочковые клапаны, полулунные клапаны остаются закрытыми. Наступает изометрическое сокращение желудочков, сопровождающееся повышением внутрижелудочкового давления. Когда оно достигает 50–80 мм рт. ст, открываются полулунные клапаны. Период изгнания – сначала быстрая, затем медленная эвакуация крови из желудочков в аорту и легочные артерии. Давление крови понижается. После медленного изгнания крови наступает диастола желудочков, состоящая из протодиастолического периода, периода изометрического расслабления и периода наполнения кровью. В связи с развивающимся расслаблением происходит падение давления, что приводит к смыканию полулунных клапанов. Когда давление в желудочках становится меньше давления в предсердиях, открываются предсердно-желудочковые клапаны. С момента раскрытия клапанов начинается фаза сначала быстрого, затем медленного наполнения предсердий кровью. Поступление крови в желудочки вначале идет быстро, т. к. давление в них после расслабления падает до нуля (фаза быстрого наполнения). По мере наполнения давление увеличивается и наполнение замедляется (фаза медленного наполнения). В конце диастолы желудочков вновь возникает систола предсердий. Эта фаза наполнения желудочков, обусловленная систолой предсердий.

Выделяют три фактора, обеспечивающие наполнение сердца кровью: остаток движущей силы, которая была сообщена крови предыдущим сокращением, присасывающее действие грудной клетки, наличие механизма, насасывающего кровь в предсердия за счет увеличения продольного размера сердца.

При частоте сердечных сокращений 75 уд/мин сердечный цикл длится 0,8 с. При этом на систолу желудочков приходится 0,33 с, на диастолу желудочков – 0,47 с.

1. Систола желудочков – 0,33 с:

1.1. Период напряжения желудочков – 0,08 с:

а) фаза асинхронного сокращения – 0,05 с,

б) фаза изометрического сокращения – 0,03 с.

1.2. Период изгнания крови – 0,25 с:

а) фаза быстрого изгнания крови – 0,12 с,

б) фаза медленного изгнания крови – 0,13 с.

2. Диастола желудочков – 0,47 с:

2.1. Протодиастолический период – 0,04 с,

2.2. Период изометрического расслабления – 0,08 с,

2.3. Период наполнения кровью – 0,35 с:

а) фаза быстрого наполнения – 0,08 с,

б) фаза медленного наполнения – 0,17 с,

в) фаза наполнения кровью, обусловленная систолой предсердий – 0,1 с.

Верхушечный толчок – видимые колебания грудной клетки в области V межреберья слева от грудины. Возникает в результате изменения объема, формы и пространственного расположения сердца в грудной полости.

Тоны сердца. При сокращении сердца возникают колебания звуковой частоты (15–400 Гц), передающиеся на грудную клетку, где их можно выслушать ухом, стетоскопом или зарегистрировать с помощью микрофона. Различают четыре тона: I и II тоны называют облигатными, т. к. они выслушиваются постоянно, III и IV тоны относят к факультативным, они не всегда выявляются. Первый тон (систолический) возникает в результате закрытия предсердно-желудочковых клапанов, колебания их сухожильных нитей и напряжения стенок желудочков. Второй тон (диастолический), более короткий, связан с закрытием полулунных клапанов. Третий тон возникает в результате быстрого наполнения кровью желудочков и отражает вибрацию их стенок. Четвертый тон возникает в момент систолы предсердий, предшествует первому тону и связан с выбросом крови из предсердий в желудочки.

Сердце выполняет резервуарную и нагнетательную функции. В период диастолы в нем накапливается очередная порция крови. Во время систолы часть этой крови выбрасывается в большой или малый круги кровообращения. В среднем сердце сокращается 60–80 раз в минуту. Максимальный объем крови перед началом сокращения составляет 140–180 мл – это «конечно-диастолический объем». В период систолы выбрасывается 60–80 мл крови, что составляет «систолический объем». После изгнания крови в сердце остается в среднем 70 мл – «конечно-систолический объем». Конечно-систолический объем делится на остаточный – который остается после самого мощного сокращения и резервный – который может выбрасываться дополнительно при усиленной работе. За 1 мин у взрослого человека сердце перекачивает 4,5–5 л крови – это «минутный объем».

4. Методы исследования деятельности сердца

Электрокардиография (ЭКГ) – метод графической регистрации электрической активности сердца при помощи электродов, помещаемых на различные участки поверхности тела. ЭКГ отражает процессы возбуждения и его распространения по сердечной мышце. Впервые электрокардиограмма была зарегистрирована в 1887 г. А. Уоллером. Метод электрокардиографии основан на том, что в процессе распространения возбуждения по миокарду возникает разность электрических потенциалов, при этом поверхность невозбужденных кардиомиоцитов несет положительный заряд, а возбужденных – отрицательный. В каждый данный момент в сердце имеется участок, находящийся в состоянии покоя, и участок, пришедший в состояние возбуждения. Между этими участками возникает разность потенциалов. Возбуждение последовательно охватывает сердце, и оно становится источником тока, вокруг которого образуется электрическое поле. Электрические силовые линии, исходящие из предсердий, распространяются преимущественно в сторону правой руки, силовые линии, исходящие из верхушки сердца, – в сторону левой руки и ноги. Для регистрации токов действия сердца используют специальные приборы – электрокардиографы. Предложено при регистрации электрокардиограммы использовать три стандартных отведения. Первое отведение (I): правая рука (–) – левая рука (+); второе отведение (II): правая рука (–) – левая нога (+); третье отведение (III): левая рука (–) – левая нога (+).

Кривая записи токов действия сердца называется электрокардиограмма, на ней выделяют положительные и отрицательные колебания различной амплитуды и длительности, сегменты и интервалы. Линия, регистрируемая в период, когда разность потенциалов в сердце отсутствует, называется изоэлектрической линией. Колебания называются зубцами ЭКГ, они обозначаются латинскими буквами P, Q, R, S, T. Форма и амплитуда зубцов зависит от места и способа регистрации. Сегмент – это расстояние между двумя зубцами (PQ, ST, TP). В норме сегменты расположены на изоэлектрической линии. Интервал – участок ЭКГ, включающий несколько сегментов и/или зубцов (QRS, RR, QT, PQ).

Интервал PQ (от начала зубца P до начала комплекса QRS) в целом характеризует время, за которое возбуждение от синуснопредсердного узла достигает сократительных кардиомиоцитов желудочков. Зубец Р может быть как положительным, так и отрицательным и отражает процесс охвата возбуждением предсердий.

Сегмент PQ (от конца зубца P до начала комплекса QRS) соответствует времени распространения возбуждения по предсердножелудочковому узлу, пучку Гиса и волокнам Пуркинье. Зубец R всегда положительный, зубцы Q и S – отрицательные. Сегмент ST (от конца зубца S до начала зубца T) соответствует периоду времени между деполяризацией желудочков и началом их быстрой реполяризации. Зубец Т отражает процесс конечной реполяризации миокарда желудочков. Интервал QT (от начала зубца Q до конца зубца T) называется электрической систолой желудочков. Интервал RR (от вершины одного зубца R до вершины следующего) характеризует общую длительность цикла возбуждения сердца.

Апекскардиография – метод графической регистрации колебаний грудной клетки.